超安全で超高速の「量子インターネット」を作成することが可能であれば、量子絡み合った光子は絶対に不可欠です-そして科学者たちはそれらを生成するための非常に便利な新しい方法を見つけました。
量子エンタングルメントは、2つの粒子(フォトンなど)が、それらの間の物理的な距離に関係なく、互いにリンクしている現象です。 粒子の1つに何かが起こった場合、もう一方にも何かが起こらなければなりません。
物理学者はまだ絡み合いがどのように発生するかを完全には理解していませんが、この現象は量子パワーとの長距離通信の可能性を開きます-ある場所での粒子のシフトが長距離にわたる絡み合った粒子のシフトにつながります。
この特定の研究は、量子エンタングルドフォトンが量子キー分布(QKD)として使用されていることを示唆しています。これは、1と0の形式の古典的なデータが量子物理学を通じてプライバシーとセキュリティの追加レイヤーを取得する、一種の低レベル量子インターネットです。
これまで、これらの暗号化方法に使用される絡み合った光子は、700〜1550 nmの近赤外波長範囲に制限されていたため、光吸収ガスや太陽放射からの干渉を受けやすくなっています。
言い換えれば、データ接続は夜間にのみ機能します。次世代のインターネットインフラストラクチャと思われるものには理想的ではありません。
新しい研究は、そのような干渉から保護されている2.1マイクロメートルのより長い波長で絡み合った光子を生成および検出する方法を示しています。 その結果、はるかに信頼性が高く安定した通信チャネルが得られます。
「私たちは、偏光が絡み合った光子のペアが、私たちのアプローチを使用して生成、制御、および検出できることを実証しました」と研究者たちは発表した論文に書いています。
「この作業は、量子光学の新しいプラットフォームを提供し、この波長モードでの量子センシングおよび長距離量子セキュア通信のテクノロジーアプリケーションへの道を開きます。」
これを達成するために、研究者は非線形のニオブ酸リチウム結晶を使用しました。絡み合った光子のペアは、結晶に向けられたレーザーからの光の超短パルスを使用して作成されました。
Quantum Internetは、それを作成する方法を理解できれば、現在の何よりも何倍も強力で、安全で、プライベートであることが約束されています。 たとえば、ハッキングを試みると、対応する接続が即座に切断されます。これは優れたセキュリティネットです。
私たちはこの夢を実現するまでにはまだ長い道のりがあります-遠く、安定して、実用的に-しかし、これらのような革新は着実に私たちを近づけ、量子コンピューティングを仮説から現実に変えています。
「次の重要なステップは、このシステムを統合フォトニックデバイスに変換して小型化し、大量生産や他の応用シナリオでの使用に適したものにすることです」と、ハノーバー大学の量子物理学者MichaelKuesは述べています。 ドイツのライプニッツ。
この研究はジャーナルScienceAdvancesに掲載されました。
